Los principios generales que se aplican en soluciones con protección en caso de fallo se basan en tomar las precauciones para evitar la falla, pero si ocurriera, la solución de diseño garantizaría que el producto sea aún "seguro", es decir, la falla no sería nunca catastrófica.

Existen diseños de máquinas y productos en que la decisión final ante posibles soluciones sea dictada por la necesidad de establecer seguridad contra fallas. En estas condiciones se fuerza al diseñador a considerar exhaustivamente los modos de falla predecibles razonablemente para cada componente y sus alternativas. Es una práctica habitual en el diseño de máquinas que se proporcionen productos razonablemente seguro para los usos propuestos de la máquina, pero además en ocasiones se hace necesario exigir que se consideren abusos previsibles y la máquina sea segura contra fallas aún en esas condiciones.

Ejemplos de Soluciones de Diseño con Protección contra Fallas ante Abusos Previsibles

Un ejemplo clásico de solución de diseño con protección contra falla ante un abuso previsible y razonable es el del diseño de una silla. En este caso la silla se propone para ser empleada como un asiento, pero debe preverse que pueda ser "abusada"y empleada por alguien que se pare sobre ella para cambiar un bombillo. Aunque el uso real no fue el que propuso el diseñador, el abuso es previsible y el diseñador tiene que producir una silla en la que alguien se pueda sentar y parar con seguridad.

El diseñador de un elevador que transporta personas puede identificar como una causa de falla del sistema de accionamiento la sobrecarga producida por el transporte de una cantidad superior de personas que sobrepase la capacidad nominal declarada en las prestaciones del elevador y entonces tomarla en consideración como un abuso previsible y hacer seguro el elevador en esas exageradas condiciones de uso, que además puede ser la expectativa de los usuarios. En estas condiciones son varias las soluciones conocidas para establecer una seguridad contra fallas, una de ellas puede ser el empleo de un dispositivo protector que detecte la sobrecarga y apague el motor e inmovilice el elevador o el empleo de grandes coeficientes de seguridad para soportar posibles sobrecargas (en los cables metálicos de los elevadores generalmente los coeficientes de seguridad no son menores de 7,5 y tal vez tan altos como 11,9ii).

En los cojinete de deslizamiento empleados en los soporte de las turbinas de centrales termoeléctricas son determinadas las dimensiones y holguras de trabajo previendo un régimen nominal de explotación con lubricación hidrodinámica en dependencia de la viscosidad del aceite utilizado, pero es probable que en los momentos de arranques o en ocasiones de una mala explotación se tenga que considerar un abuso previsible del trabajo en régimen de lubricación mixta o semiseca (en ausencia de lubricante). En estas condiciones se requiere valorar una solución asociada a la selección de los materiales conjugados en el cojinete de deslizamiento capaces de soportar la carga y velocidad de trabajo nominal sin ocurrencia de un intenso desgaste adhesivo y un aumento inapropiado de la temperatura de trabajo.

En las uniones atornilladas apretadas sin control del torque es frecuente encontrar orientaciones de mayores coeficientes de seguridad superiores entre 4 y 5 veces para los tornillos de menor diámetro (entre 6 y 16 mm), en consideración a un posible sobreapriete (no considerado en los cálculos) por parte de los operarios, que incluso pueden llegar a emplear palancas para "requintar" los tornillos, y que por el contrario se limitan en el apriete de tornillos de grandes diámetrosiii.

Ejemplos de Soluciones con Diseños Redundantes.

Las soluciones con diseños redundantes son generalmente empleadas para lograr protección en caso de falla y frecuentemente tienen elementos redundantes (de ahí se deriva su denominación), de tal manera que si falla un elemento que soporta carga, un segundo elemento es capaz de sobrellevar la carga total. Estas soluciones tienen el objetivo común de que la falla de un elemento del sistema no resulte en un fallo catastrófico. Un ejemplo de diseño redundante está bien localizado en las aeronaves modernas que presentan redundancia suficiente para prever el fallo de uno o más motores y en esas condiciones permitir el vuelo y aterrizaje del avión.

Las soluciones con protección con seguridad ante fallas pueden tener diseños redundantes activos (donde dos o más componentes están en uso pero solo uno es necesario) o pasivos (donde un componente está inactivo hasta que falle el primer componente). Un ejemplo clásico de diseño redundante activo corresponde con la decisión de emplear una cerradura y una tranca de seguridad en una puerta cuando en ese caso ambas soluciones por separadas pueden mantener la puerta cerrada. En cambio, un diseño redundante pasivo es la colocación de una cadena de cierre en una puerta que tiene cerrojo para que al fallar la cerradura la cadena mantiene aún la puerta cerrada.

También en casos particulares de transmisiones donde la seguridad sea una necesidad se hace uso de soluciones con diseño redundante activo, como pueden ser los casos de reductores de velocidad con bifurcación de potencia donde una de las dos vías de transmisión de potencia con engranajes es capaz de soportar la totalidad de la carga nominal o en casos de transmisiones por correas de transmisión que se diseñan con una cantidad mayor de correas que las necesarias para lograr una capacidad de carga superior a la nominal y poder soportar sobrecargas en los elementos de transmisión al romperse una de las correas. Un ejemplo de diseño redundante pasivo corresponde al freno de emergencia en los autos con bloqueo del árbol de transmisión independientemente del freno en las ruedas del vehículo.